海上风电柔性直流送出换流站MMC换流阀损耗研究

海上风电柔性直流送出是目前柔性直流输电领域的研究热点,损耗是柔性直流换流站的一个重要技术指标,关系着柔性直流系统的输电效率和换流阀的设计。针对输电容量为1000 MW的海上风电柔性直流送出换流站MMC换流阀损耗特性,研究了换流阀损耗的计算方法和关键计算参数的获取方法,计算得到了换流阀损耗的组成和±320 kV/1000 MW海上风电柔性直流送出工程送/受端换流站换流阀的损耗率。同时,研究了联接变压器阀侧三次谐波注入、换流器调制比和直流极线电压对换流阀损耗率的影响,结果表明:在联接变压器阀侧注入三次谐波和增大换流器调制比可减小换流阀损耗率;在相同输送容量的前提下,增大直流极线电压可减小换流阀损耗率。     

考虑系统损耗的MMC换流阀冗余配置策略

模块化多电平换流阀具有扩展性强、响应速度快等优点,现已成为柔性直流输电工程建设的首选。其可靠性关系到整个输电系统的安全运行,而损耗特性则关系到输电系统的经济运行。为了提高柔性直流输电系统的可靠性,对换流阀一般会设置一定的冗余度,但过高的冗余度又会带来严重的损耗。基于以上考虑,分析了冗余度与可靠性、损耗的关系,推导了其数学解析表达式。然后,提出了一种基于多目标优化的MMC换流阀冗余度优化配置方法,使得柔性直流输电系统能兼顾可靠性和损耗。最后通过工程算例对所提出的方法进行了验证,表明采用所提出的方法能提高柔性直流输电系统的综合性能。     

基于三次谐波电压注入的扩展混合型MMC运行区域的控制方法

针对低直流电压运行工况下混合型MMC全桥子模块及半桥子模块电容电压不均衡问题,提出了一种基于三次谐波电压注入的改善方法。首先,回顾了子模块电容电压不均衡问题机理,计算出子模块电容电压不均衡问题发生的边界条件以及混合型MMC安全运行区域。然后,定量分析三次谐波电压幅值及初始相位对电容电压的影响规律,并计算出三次谐波电压注入对混合型MMC的运行区域的扩充效果。最后,基于Matlab/Simulink建立了双端仿真模型,验证了所提方法的有效性。     

三次谐波注入应用于MMC-HVDC的研究

如何最大程度地利用子模块中的半导体器件,是实际使用MMC-HVDC(模块化多电平换流器的高压直流输电系统)中一个关键问题。针对这个问题,从桥臂电流的大小以及换流器阀损耗两方面,研究了稳态运行时三次谐波注入对MMC-HVDC的影响∶介绍了MMC的数学模型,并且详细分析了三次谐波注入技术及其在MMC中的应用;采用解析计算方法,从桥臂电流以及换流器阀损耗的角度,分析了三次谐波注入的优势;针对几种拓扑,分析比较了三次谐波注入技术的优劣。计算结果表明,在稳态运行时,注入三次谐波能够减小桥臂电流,减小换流器阀损耗,因此该方案具有一定的实际工程价值。     

低电容用量高纹波MMC的三次谐波电压注入方法

针对高纹波模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)在感性工况下输出电压能力和功率能力受限问题,对基于三次谐波电压注入的高纹波MMC进行了研究.考虑了MMC电容电压波动的影响,对三次谐波电压注入下MMC电压的输出能力进行了分析,揭示了在不同运行工况下三次谐波注入对MMC最大调...     

三次谐波注入对MMC运行特性的影响

目前,模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的传输容量主要受功率半导体器件通流容量的限制。一种可行的办法是通过三次谐波注入提高MMC的传输容量。为此,首先研究了三次谐波注入对系统稳态特性的影响,包括三次谐波注入后二倍频环流抑制控制对调制波电压以及基频电压幅值的影响,以及三次谐波注入对子模块电容电压谐波特性的影响。然后,以换流器直流侧故障为例,研究了三次谐波注入对系统暂态特性的影响。最后,在PSCAD中搭建了张北四端MMC直流电网模型,在稳态和暂态运行工况下对三次谐波注入调制策略的影响进行了仿真验证,结果表明三次谐波注入在抑制暂态故障电流以及提升传输容量方面有积极的效果,但二倍频环流抑制的投入会在一定程度上限制三次谐波注入对传输容量的提升作用。     

柔性直流输电换流阀型式实验平台谐波注入方法

柔性直流输电系统已广泛应用于我国电力系统,其核心设备柔直换流阀的可靠性直接影响电网的安全稳定运行.随着国内外柔直系统谐波振荡等现象的出现,换流阀在型式实验阶段除了满足IEC标准规定的实验项目外,还需要考核换流阀的谐波耐受能力.基于柔直换流阀对拖实验平台,提出了谐波电流注入控制方法,建立了阀段实验系统电流控制回路等效模型...     

三次谐波对感应电动机损耗的影响

本文论述了三次谐波对电动机损耗的影响。将三次谐波影响磁密分布的几种形态与相应的损耗进行对比,制定出减少感应电动机损耗的措施。     

抑制大功率整流电路谐波的三次谐波电流注入法

为消除和减少大功率整流电路中高次谐波对电力系统的危害，必须对此类整流电路所产生的谐波加以抑制和削弱。文中介绍了三次谐波电流注入法的起源、发展及基本原理。该方法是抑制三组二极管桥式整流器中谐波的新方法。文中还分析了输入电流的特性，最后对该方法的发展进行了展望。     

消除电网三次谐波

叙述了电源质量的概念和谐波对电源质量的影响，分析了谐波电流产生的原因、危害性和消除谐波的方法，介绍了ABB公司的三次谐波滤波器(THF)的功能、性能、特点和应用。     

基于3次谐波注入的MMC冗余容错控制策略

针对模块化多电平换流器(MMC)在子模块(SM)故障时存在冗余度不足的情况,提出了一种基于3次谐波注入的MMC冗余容错运行策略。在不继续增加冗余SM的前提下,以维持输出线电压不变为基本思路,通过在桥臂电压调制波中注入3次谐波降低其调制比,等效地增大MMC冗余度,实现MMC在SM深度故障时的容错运行。与基频零序分量注入的方法进行对比,分析了所提方法的优势。在Matlab/Simulink上进行了仿真和实验验证。结果表明,所提控制策略能使MMC在冗余备份不足的情况下继续正常工作,有效避免了停机隐患。     

改进Z源逆变器的三次谐波注入控制策略

改进Z源逆变器与传统Z源逆变器相比具有Z源网络电容电压低、有内在的抑制启动冲击的能力等优点.但基于简单升压控制的改进Z源逆变器存在功率器件电压应力大以及Z源网络电感电流纹波大的缺陷.本文将三次谐波注入调制策略应用于改进Z源逆变器,与简单升压控制相比,能有效减小功率器件电压应力和Z网络电感电流脉动.对这两种调制策略应用于改进Z源逆变的综合性能进行了对比分析.在理论研究的基础上,通过仿真和实验验证了三次谐波注入调制策略的优点.     

注入三次谐波扰动的分布式光伏并网逆变器孤岛检测技术

针对现有主动式孤岛检测方法中注入的高次谐波会导致检测变慢及偶次谐波不易消除等问题,提出了与同步锁相技术相结合的新型孤岛检测方法。首先在αβ坐标系下构建了频率自适应锁相器,用于快速准确地捕获电网相位;然后研究了一种通过相位扰动实现三次谐波分量注入的具体方法,并确定了扰动系数的选择依据,同时借助具有高速运算性能的滑动Goertzel滤波器对公共耦合点处的三次谐波电压进行提取,以便能快速检测系统是否发生孤岛。最后通过仿真及实验验证了所提方法的可行性和有效性。     

一种基于3次谐波注入的并联三相四桥臂逆变器均流控制策略

三相四桥臂逆变器(3p4l)在三相三桥臂逆变器的基础上引入第四桥臂,使得三相能够解耦控制并具备带不对称负载能力,在此基础上采用3次谐波注入可以提高逆变器的直流电压利用率。若将多个三相四桥臂逆变器单元共直流母线并联,能够实现扩容。但是并联单元的电感电流若不采取控制,会导致环流问题,严重时会损坏逆变器。在基于平均电流均流控制策略的基础上,采用一种适用于模拟电路实现的3次谐波注入方式。由于主电路元器件参数的不对称性,并联单元各自生成的3次谐波不对称,增大了并联单元之间的零序环流。针对该问题,提出一种基于各并联单元3次谐波信号平均值法的三相四桥臂逆变器并联均流控制策略。在保留3次谐波注入的同时使得并联模块四个桥臂电感电流得到控制,消除环流,实现了并联桥臂均流。最后通过仿真和实验验证了控制策略的正确性。     

MMC型柔性直流输电系统三次谐波注入调制策略的可行性

介绍了模块化多电平换流器的基本工作原理和三次谐波注入调制策略实现方式,理论分析了三次谐波注入调制策略对换流器接地方式的要求,该调制策略只适用于直流侧接地方式的柔性直流换流器。此外,还分析了三次谐波注入调制策略对子模块电容电压波动以及桥臂电流有效值和峰值的影响,该调制策略会在子模块电压中引入较小的三、四次谐波,大幅度减小基波幅值,从而导致其波动范围变小,有助于提高换流阀电压安全裕度;同时,还会减小桥臂电流有效值和峰值,有利于提高换流阀电流安全裕度。最后搭建了RTDS仿真模型并验证了理论分析的正确性。     

三次谐波注入式五相永磁同步电机矢量控制策略

从矢量空间解耦的观点出发,建立了含有3次谐波磁场的五相永磁同步电机(permanent magnetic synchronous motor,PMSM)在旋转坐标系下的数学模型,揭示了绕组中各次谐波电流对机电能量转换所产生的不同作用,通过注入一定含量的3次谐波激磁电流,可以在提高电机输出转矩的同时,降低电机定子铁心的磁饱和程度。根据谐波注入前后逆变器功率容量保持不变的原则,通过理论推导和仿真分析,得到了电机输出转矩随3次谐波注入率的变化趋势,为五相PMSM的优化设计和性能分析提供了理论基础。设计了基于转子磁场定向的五相PMSM矢量控制系统,实现了对基波和3次谐波电流的解耦控制。仿真和实验结果验证了方法的正确性和可行性。     

基于三次谐波注入的级联多电平逆变器

详细分析了调制波变换技术和三次谐波注入多电平逆变器的原理。以及三次谐波注入后逆变器的调制信号与输入直流电压的关系。并且,分析了在级联多电平逆变器开环PWM控制下,一般SPWM与三次谐波注入的不同。提出三次谐波注入法能够在不影响负载电流电压的情况下实现载波调制的优化控制,提高电压利用率。在Matlab／Simulink环境下通过仿真,证实了理论的正确性。     

基于三次谐波注入的级联多电平逆变器

详细分析了调制波变换技术和三次谐波注入多电平逆变器的原理,以及三次谐波注入后逆变器的调制信号与输入直流电压的关系。并且,分析了在级联多电平逆变器开环PWM控制下,一般SPWM与三次谐波注入的不同。提出三次谐波注入法能够在不影响负载电流电压的情况下实现载波调制的优化控制,提高电压利用率。在Matlab／SimulinK环境下通过仿真,证实了理论的正确性。     

三相整流电路谐波注入滤波方法

为了减少整流电路中电流谐波的影响,实现了一种基于80C196KC单片机控制的三次谐波电流注入滤波方法。给出了软、硬件设计思想。通过模拟试验证明,三相整流电路交流侧电流中的谐波含量由原来约30％下降到约10％。